Sabato 26 Maggio 2018
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Aspettando il GAIA DR-2, Tritone dà spettacolo!

La fascia centrale di osservabilità per l'occultazione del 5/10/17 (in rosso) e la posizione degli osservatori. Nell'inserto in alto a destra, la curva di luce registrata dalla stazione portoghese di Constancia, cerchiata di giallo nella mappa. In basso a destra, un'immagine di Tritone ripresa il 22/8/1989 da Voyager 2
La fascia centrale di osservabilità per l'occultazione del 5/10/17 (in rosso) e la posizione degli osservatori. Nell'inserto in alto a destra, la curva di luce registrata dalla stazione portoghese di Constancia, cerchiata di giallo nella mappa. In basso a destra, un'immagine di Tritone ripresa il 22/8/1989 da Voyager 2 Copyright: Google, INEGI, ORION-ME; annotation: ERC Lucky Star project; ESA; NASA/JPL - Processing: M. Di Lorenzo

A due mesi dalla pubblicazione del primo catalogo astrometrico completo, mentre l'attesa cresce spasmodica, il satellite ha permesso di scoprire un nuovo ammasso stellare e di osservare un insolito, spettacolare fenomeno causato dall'atmosfera dell'enigmatico satellite di Nettuno!

 Introduzione 

 Ci siamo quasi! Il frutto dei primi 2 anni di osservazioni (e quasi altrettanto di elaborazione dati) da parte del satellite astrometrico europeo è in dirittura d'arrivo e la pubblicazione del "Data Release 2" è stata fissata al prossimo 25 aprile. La comunità scientifica mondiale non vede l'ora di poter mettere le mani su questa immensa risorsa che, non c'è dubbio, permetterà innumerevoli nuove scoperte in tutti i campi o quasi dell'astronomia e non solo. Però, nell'attesa, non si sta con le mani in mano e i dati rilasciati nel primo catalogo DR1, anche se di qualità nettamente inferiore, continuano ad essere una preziosa fonte per nuove scoperte e un ausilio insostituibile per osservazioni cruciali. Andiamo con ordine...

 Gaia-1, un nuovo ammasso "dietro" a Sirio 

 La prima notizia interessante è arrivata un mese fa dalla Germania e fa capire come Gaia possa ispirare e influenzare anche il pubblico di appassionati non professionisti. Harald Kaiser, un astrofilo di Karlsruhe, è riuscito in una impresa quasi impossibile con una strumentazione amatoriale: usando un telescopio di 30cm, lo ha puntato in direzione di Sirio, la stella più luminosa in cielo (dopo il Sole, naturalmente); ha poi sistemato un dischetto di carta nella posizione della stella, sul piano focale del telescopio, per evitare che la sua luce abbagliante saturasse il sensore. Come si vede qui sotto, nell'immagine è riuscito ad immortalare perfettamente Gaia-1, un piccolo ammasso aperto prospetticamente vicino a Sirio ma nettamente più lontano e antico!

Obscured Sirius reveals Gaia 1 annoted

credit: Harald Kaiser - Processing: M. Di Lorenzo

 L'ammasso aperto era stato scoperto grazie alle osservazioni di Gaia nel 2017, usando il catalogo DR1; esso dista circa 15000 anni luce, oltre metà della distanza che ci separa dal centro galattico. Ci sono molti altri modi in cui gli astroamatori possono contribuire o trarre beneficio dalle osservazioni GAIA, per esempio facendo follow-up su asteroidi o supernove appena scoperte e segnalate dal team oppure, come vedremo nel prossimo paragrafo, partecipando alle campagne internazionali per l'osservazione di occultazioni stellari da parte di corpi nel sistema solare esterno.

 

 Tritone fa l'occhiolino (flash atmosferico) 

 Sulla utilità delle posizioni fornite da Gaia nella previsione degli eventi di occultazione stellare abbiamo già parlato a più riprese. L'ultima riguardava la campagna osservativa rivolta al prossimo obiettivo di NewHorizons (l'oggetto Kuiper 2014 MU69) che l'estate scorsa ha occultato tre stelle permettendo di determinare approssimativamente forma, dimensioni e anche la probabile presenza di un piccolo satellite.

 Adesso c'è una nuova, spettacolare osservazione condotta con successo grazie ai dati Gaia. Il 5 Ottobre Tritone, il principale satellite di Nettuno e uno dei pochi dotati di atmosfera nel sistema solare, ha infatti occultato UCAC4 410-143659, una stella di magnitudine 12.7 nella costellazione dell'Acquario; una cosa del genere non accadeva dal lontano 1997. Un team di astronomi (ERC Lucky Star project), guidati dal francese Bruno Sicardy (Université Pierre et Marie Curie e Observatoire de Paris), era intenzionato a seguire l'occultazione ma si erano accorti che la precisione sulle posizioni apparenti di Tritone e della stella non era sufficiente per tracciare la traiettoria esatta dell'ombra di Tritone sulla superficie terrestre; anche i dati del primo catalogo Gaia, il DR1, non erano suffucuenti allo scopo perchè, sebbene precisi, fornivano la posizione a una certa epoca ma non il moto proprio dell'astro, necessario a calcolarne la posizione al momento dell'occultazione. Gli astronomi hanno quindi fatto una apposita richiesta al team GAIA, chiedendo di poter disporre in anticipo dei dati astrometrici completi (posizione, parallasse e moto proprio); riconosciuta l'importanza dell'osservazione, il team ha risposto positivamente (non è la prima volta che succede) ed ha fornito su questa particolare stella i dati astrometrici che poi saranno quelli contenuti nel catalogo DR2 e che riportiamo anche qui sotto, per curiosità:

 trito

Credit: ESA/Gaia/DPAC

 Come si vede nella tabella, le incertezze nella posizione sono dell'ordine di soli 25 μas (milionesimi di secondi d'arco) mentre quelle sul moto proprio cadono intorno a 50 μas/anno; dalla misura di parallasse, inoltre, si deduce una distanza di 1720±26 anni luce. A questo punto gli astronomi hanno ricalcolato la traiettoria dell'ombra proiettata da Tritone sulla Terra ed hanno scoperto che il centro della occultazione cadeva ben 300 km più a sud di quanto inizialmente previsto, come mostrato nella porzione destra della mappa sottostante.

Trittico

 Credit: Google, INEGI, ORION-ME; annotation: ERC Lucky Star project

 Allestita una rete di punti di osservazione, in oltre 100 località, lo sforzo è stato premiato dal successo: non solo in quasi 80 di queste stazioni l'occultazione è stata registrata ma, in prossimità della zona centrale che ha attraversato Portogallo, Spagna, Sud della Francia e Nord Italia, è stato persino possibile osservare un improvviso aumento di luminosità al momento centrale dell'eclisse (che è durata quasi 3 minuti, comparabile ad una eclisse di Sole). Questo "flash" sembra impossibile ma è spiegato dal fatto che Tritone, avendo una atmosfera piuttosto densa, riesce a curvare i raggi luminosi per rifrazione e quando la stella si trova esattamente al centro del suo disco (come illustrato qui sotto) si forma una anello luminoso tutto intorno al satellite, come se ci fosse una enorme lente che concentra la luce della stella verso la Terra! Siccome questo avviene solo per i raggi che attraversano un particolare strato atmosferico piuttosto denso, il fenomeno permette di ricavare informazioni sulla densità, la temperatura e persino i venti che si trovano in quegli strati; da queste osservazioni, sembra di capire che l'atmosfera di Tritone è piuttosto tranquilla.

Tritocurve

Credit: Google, INEGI, ORION-ME; annotation: ERC Lucky Star project

 E' da sottolineare che il flash era osservabile solo in un'area ristretta al centro della fascia di occultazione, larga un centinaio di km; questo è dimostrato chiaramente dai grafici sulla sinistra qui sopra, dove il picco registrato da una stazione francese risulta nettamente più basso rispetto alla stazione portoghese perchè non perfettamente al centro della traiettoria. Perciò, senza i nuovi dati Gaia, probabilmente non saremmo riusciti a osservare il fenomeno nella sua massima espressione (e bellezza!). Vale la pena vedere anche il filmato dell'occultazione.

  

 Il catalogo che sta per uscire 

  Ed eccoci all'evento previsto il 25 aprile, quando verrà rilasciato il catalogo Gaia DR2. Il precedente catalogo, basato sui primi 14 mesi di osservazioni, era incompleto poichè conteneva solo 2 parametri astrometrici per ogni oggetto (ascensione retta e declinazione); solo per un piccolo sottosinsieme di queste sorgenti (quelle più luminose) era stato possibili combinare i dati Gaia con le precedenti indagini e creare il Tycho2, che sfruttava anche precedenti misure fatte dal predecessore di Gaia, Hipparcos, oltre che da osservatori a Terra. Il nuovo catalogo sarà invece esclusivamente basato sulle misure Gaia, effettuate dal 25 luglio 2014 al 23 Maggio 2016 (668 giorni, circa 22 mesi); dovrebbe contenere un buon 35% in più sorgenti in più rispetto al catalogo precedente (oltre 1,5 miliardi, il valore esatto è in fase di rifinitura) e, per quasi il 90% di esse, saranno disponibili i 5 parametri astrometrici completi; per 3/4 del catalogo, saranno disponibili anche le misure di luminosità multibanda (integrale, blu e rossa), dalle quali è possibile ricavare temperatura e tipo spettrale. Queste e altre informazioni sono riassunte nella tabella seguente.

DR2 stats

 Come si vede, il catalogo dovrebbe contenere anche le velocità radiali per un sottoinsieme di almeno 6 milioni di stelle più luminose e questo, unitamente alle informazioni astrometriche (compresa la parallasse ovvero la distanza), fornisce per ogni stella una descrizione cinematica completa nelle tre dimensioni. Infine, ci saranno le curve di luce per oltre mezzo milione di stelle variabili e misure astrometriche di circa 13000 asteroidi.

 Le stelle nel catalogo avranno magnitudini comprese tra +3 e +21 ma il censo sarà completo solo tra le magnitudini 12 e 17 circa (per confronto, Ticho-2 lo è solo fino a +11). Naturalmente, la precisione astrometrica non sarà la stessa per tutte le sorgenti perchè dipende fortemente dalla qualità del segnale (e quindi dalla luminosità) oltre che dal numero di volte che la sorgente è stata osservata; pertanto, in media, la parallasse delle stelle più luminose della magnitudo G=+15 avrà una precisione di 40 μas, che sale a 100 μas per G=+17 mentre le più deboli (G=20) staranno intorno a 700 μas, non lontano dal microsecondo d'arco che raggiungeva Hypparcos su stelle molto più luminose.

 Discorso analogo per la misura moto proprio: 60 μas/anno per G<15, 200 μas/anno per G=+17 e 1.2 mas/anno per G=+20 mag, sia in ascensione retta che in declinazione. Infine, le misure di velocità radiale e di magnitudine apparente raggiungeranno, sulle stelle abbastanza luminose, una precisione notevole: 250 m/s e 1 millesimo di magnitudine, rispettivamente.

 

Riferimenti:
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr2
http://sci.esa.int/gaia/60011-chasing-a-stellar-flash-with-assistance-from-gaia/
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/iow_20180129

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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